Электр жєне магнетизм
жүктеу/скачать 3,05 Mb.
|
УМК 2 часть
- Бұл бет үшін навигация:
- 3 2. Жарық сәулелерінің қосарланып сынуы.
- Оптикалық анизотропты кристалда
- 33. Поляризациялайтын призмалар және поляроидтар.
- 34. Жасанды оптикалық анизотропия.
- Керр ұяшығының
- Коттон-Муттон эффекті
- Фарадей эффекті
| I=I0cos2ψ
Сәйкесінше екі поляризатордан өткен жарықтың интенсивтілігі : Осыдан поляризаторлар параллель болғанда, поляризаторлар бір-біріне ψ=900 бұрыш жасағанда Imin=0. 31. Жарықтың шағылу және сыну кезінде поляризациялануы. Егер табиғи жарық екі диэлектриктің бөліну шегарасына түссе, онда шағылған және сынған сәулелер аздап поляризацияланады. Ш ағылған сәуледе түсу жазықтығына перпендикуляр тербелістер көп болса, ал сынған сәуледе түсу жазықтығында жатқан тербелістер көп. Егер түсу бұрышы tgiB=n21 қатынасы арқылы анықталатын Брюстер бұрышына тең болса, онда шағылған сәуле жазық поляризацияланады. Сынған сәуле бұл жағдайда максимал поляризациаланады бірақ толық емес. Ш ағылған және сынған бұрыштар өзара перпендикуляр болады: немесе , бірақ , сондықтан . 3 2. Жарық сәулелерінің қосарланып сынуы. Сәуленің қосарланып сынуы - мөлдір кристаллдардың түскен әрбір жарық шоғын екеу қылып көрсету қабілеті. Бұл құбылыс жарықтың анизотропты ортада таралуының ерекшеліктерімен түсіндіріледі және Максвелл теңдеулерінен тікелей шығады. Егер кристаллға жіңішке жарық шоғын түсірсе, онда кристаллдан екі кеңістіктік бөлінген, бір-біріне және түскен сәулеге параллель сәуле шығады.Тіпті сәуле кристаллға нормаль бойымен түскеннің өзінде сынған сәуле екі сәулеге жіктеліп шығады: оның біреуі түскен сәуленің жалғасы болады (оны кәдімгі сәуле деп атайды (о)), ал екіншісі ауытқиды (ол ерекше сәуле деп аталады (е)). Оптикалық анизотропты кристалда сәуле таралып, қосарланып бөлінбейтін бағыт кристалдың оптикалық осі деп аталады. Жарық сәулесінің таралу бағыты және кристалдың оптикалық осі арқылы өтетін жазықтық кристалдың бас жазықтығы деп аталады. Кәдімгі және ерекше сәулелер өзара перпендикуляр жазықтықтарда жазық поляризацияланған: кәдімгі сәуледе жарық векторының тербелісі бас жазықтыққа перпендикуляр; ерекше сәуледе - бас жазықтықта; кәдімгі сәуле кристалдың барлық бағытында бірдей жылдамдықпен таралады: , n0 сыну көрсеткіші ол үшін тұрақты шама; ерекше сәуле әр түрлі бағытта әр түрлі жылдамдықпен таралады: ерекше сәуленің nе сыну көрсеткіші сәуленің бағытына тәуелді айнымалы шама. 33. Поляризациялайтын призмалар және поляроидтар. Жарықтың қосарланып сыну құбылысы поляризациялайтын құралдарды дайындаған кезде пайдаланылады: поляризациялайтын призмаларды және поляроидтарды. Мысалы, Николь призмасында – екі испан шпатынан жасалған АВ бойлай канада бальзамымен (n=1,55) желімденген қос призмада кәдімгі сәуле (n =1,66) толық шағылады (өйткені канада бальзамы ол оптикалық тығыздығы аз орта), ал жазық поляризацияланған ерекше сәуле (nе=1,51) призмадан сынып шығады. (призманың оптикалық осі ОО/ бүйір қабырғасымен 480 бұрыш жасайды). Екі түрлі поляризациялайтын кристалдардың дихроизма деп аталатын қасиеті бар - жарық толқының электрлік векторының әр түрлі ориентациясына байланысты жарықты түрліше жұту. Дихроизді кристалдарды, поляроидтарды дайындау барысында қолданылады. Поляроидтар – ішіне дихроизмасы айқын байқалатын заттың кристалдары енгізілген жұқа пластик пленкалар (мысалы, герапатит). Мұндай пленкалар қалыңдығы 0,1мм-ге жуық болғанда, спектрдің көрінетін бөлігінде кәдімгі сәулелерді толығымен жұтады. Осындай жұқа қабатта ол жақсы поляризатор болып табылады. 34. Жасанды оптикалық анизотропия. Оптикалық изотропты заттардан1) біржақты қысу (сығу) немесе созу; 2) электр өрісі (Керр эффекті); 3) магнит өрісі (Коттон-Муттон эффекті) әсері арқылы индуцияланған жасанды оптикалық анизотропияны алуға болады. Бұл кезде индуцияланған оптикалық ось деформацияның, электр және магнит өрістерінің бағытымен бағыттас болып келеді. Керр эффекті – электр өрісі әсерінен пайда болатын заттардағы оптикалық анизотропия – зат молекулаларының әр түрлі бағыт бойынша түрліше поляризациялануымен түсіндіріледі. Егер Керр ұяшығының екі жағына потенциалдар айырымын берсек – онда сұйық зат екі рет жарықты сындыратын болады және жарық анализатордан да өтеді. Керр ұяшығы - бір-біріне 900 бұрыш жасай орналасқан Р поляризатор мен А анализотордың арасына ішінде зерттеліп жатқан сұйықтық және конденсатордың пластиналары бар ыдыс. Кәдімгі және ерекше сәулелердің сыну көрсеткіштерінің айырмсы: ne-no=Bλ0E2, мұндағы λ0 – вакуумдағы жарық толқын ұзындығы, E – электр өрісінің кернеулігі, B – температураға, жарық толқын ұзындығына және заттың табиғатына тәуелді болатын Керр тұрақтысы. Коттон-Муттон эффекті – Керр эффектінің магниттік аналогы – кейбір изотропты заттарды күшті магнит өрісіне қойған кезде оптикалық анизотропиясы пайда болу құбылысы. Бұл кезде ne-no=Сλ0H2 , мұндағы H – сыртқы магнит өрісінің кернеулігі, С - температураға, жарық толқын ұзындығына және заттың табиғатына тәуелді болатын Коттон-Муттон тұрақтысы. 35. Поляризация жазықтығының айналуы. Кейбір оптикалық белсенді деп аталатын заттардың (мысалы, кварц, қант, скипидар) поляризация жазықтығын айналдыру қабілеті бар. Поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы , мұндағы d – зат қабатының қалыңдығы, α – меншікті айналу бұрышы – оптикалық белсенді заттың бірлік қалыңдығының поляризация жазықтығын бұру бұрышы. Бұл кезде α~λ0-2 – Био заңы (λ0 – вакуумдағы жарық толқын ұзындығы). Ерітінділер үшін φ бұрышы ерітіндінің концентрациясына тәуелді: Егер бір-біріне 900 бұрыш жасай орналасқан Р поляризатор мен А анализатордың арасына оптикалық белсенді зат қойсақ, онда анализатордан өткен жарық күшейеді. Анализаторды бұра отырып жарық қайта әлсірейтін φ бұрышын анықтауға болады – оптикалық белсенді зат әсерінен поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы. Айналдыру бағытына қарай оптикалық белсенді заттар оңға және солға айналдырушы болып бөлінеді. Бірінші жағдайда, егер сәуле шыққан бағыттқа қарасақ, онда поляризация жазықтығы сағат тілінің бағытымен, екінші жағдайда кері бағытқа ығысады. Заттардың оптикалық белсенділігі: 1) зат молекулаларының құрылымымен (олардың асимметриялылығымен); 2) кристалдық торда бөлшектердің орналасу ерекшеліктерімен анықталады. Фарадей эффекті – сыртқы магнит өрісіне қойылған оптикалық белсенді емес заттарда поляризация жазықтығының айналуы. Поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы φ=VHd, мұндағы H – сыртқы магнит өрісінің кернеулігі, d – үлгінің (заттың) қалыңдығы, V – заттың табиғатына және жарық толқын ұзындығына тәуелді болатын Верде тұрақтысы. жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|